C zu HDL - C to HDL

C-zu-HDL- Tools konvertieren C-Sprache oder C-ähnlichen Computercode in eine Hardwarebeschreibungssprache (HDL) wie VHDL oder Verilog . Der umgewandelte Code kann dann werden synthetisiert und übersetzt in eine Hardware - Gerät wie beispielsweise ein feldprogrammierbares Gate - Array . Im Vergleich zu Software verbrauchen äquivalente Hardware- Designs weniger Strom (ergeben eine höhere Leistung pro Watt ) und werden schneller mit geringerer Latenz , mehr Parallelität und höherem Durchsatz ausgeführt . Der Systementwurf und die funktionale Verifizierung in einer Hardwarebeschreibungssprache können jedoch mühsam und zeitaufwendig sein, daher schreiben Systemingenieure häufig kritische Module in HDL und andere Module in einer Hochsprache und synthetisieren diese in HDL über C bis HDL oder höher. Level-Synthese- Tools.

C to RTL ist ein anderer Name für diese Methodik. RTL bezieht sich auf die Darstellung auf Registerübertragungsebene eines Programms, die erforderlich ist, um es in Logik zu implementieren.

Geschichte

Die frühe Entwicklung von C zu HDL wurde in den 1990er Jahren von Ian Page, Charles Sweeney und Kollegen an der Oxford University durchgeführt , die die Sprache Händel-C entwickelten. Sie vermarkteten ihre Forschung durch die Gründung von Embedded Solutions Limited (ESL) im Jahr 1999, die im September 2000 in Celoxica umbenannt wurde. Im Jahr 2008 wurden die Embedded-Systems-Abteilungen von Celoxica für 3 Millionen US-Dollar an Catalytic verkauft und später zu Agility Computing fusioniert. Im Januar 2009 erwarb Mentor Graphics die C-Synthese-Assets von Agility. Celoxica handelt weiterhin mit Schwerpunkt auf Hardwarebeschleunigung in der Finanz- und anderen Industrien .

Anwendungen

C-zu-HDL-Techniken werden am häufigsten auf Anwendungen angewendet , die auf bestehenden Allzweck- Supercomputerarchitekturen unannehmbar hohe Ausführungszeiten aufweisen . Beispiele sind Bioinformatik , Computational Fluid Dynamics (CFD), Finanzverarbeitung und Öl- und Gasvermessungsdatenanalyse. Ein Einsatzgebiet sind auch eingebettete Anwendungen, die eine hohe Performance oder Echtzeit- Datenverarbeitung erfordern . Das System-on-Chip- Design (SoC) kann auch die Vorteile von C-zu-HDL-Techniken nutzen.

C-zu-VHDL-Compiler sind sehr nützlich für große Designs oder zum Implementieren von Code, der sich in der Zukunft ändern könnte. Das Entwerfen einer großen Anwendung vollständig in HDL kann sehr schwierig und zeitaufwändig sein; die Abstraktion einer Hochsprache für eine so große Anwendung verkürzt oft die Gesamtentwicklungszeit. Darüber hinaus ist eine in HDL codierte Anwendung mit ziemlicher Sicherheit schwieriger zu modifizieren als eine in einer höheren Sprache codierte. Wenn der Designer der Anwendung neue Funktionen hinzufügen muss, ist es fast immer einfacher, ein paar Zeilen C-Code hinzuzufügen, als den entsprechenden HDL-Code neu zu modellieren.

Flow-to-HDL- Tools haben ein ähnliches Ziel, jedoch mit Flow- und nicht C-basiertem Design.

Beispielwerkzeuge

• LegUp Open Source ANSI C to Verilog Tool, basierend auf dem LLVM-Compiler.
• LegUp Kommerzielle Variante von LegUp.
• VHDP Vereinfachtes VHDL mit Unterstützung prozeduraler Programmierung.
• bambu (kostenloses und Open-Source-Tool von ANSI C zu Verilog basierend auf dem GCC-Compiler) von der PandA-Website
• CBG CtoV Ein 1995-99 von DJ Greaves (Univ Cambridge) entwickeltes Tool, das RAMs instanziiert und verschiedene SystemC- Konstrukte und -Datentypen interpretiert .
• C-to-Verilog-Tool ( NISC ) von der University of California, Irvine
• ROCCC 2.0 (kostenloses und quelloffenes C-zu-HDL-Tool) von Jacquard Computing Inc.
• Altium Designer 6.9 und 7.0 (auch bekannt als Summer 08) von Altium
• Nios II C-to-Hardware Acceleration Compiler von Altera
• Catapult C- Tool von Mentor Graphics
• Cynthesizer von Forte Design Systems
• SystemC von Celoxica (nicht mehr existierend)
• Händel-C aus Celoxica (verstorben)
• DIME-C von Nallatech
• Impulse C von Impulse Accelerated Technologies
• FpgaC , eine Open-Source-Initiative
• Programmiersprache SA-C
• Cascade (C-zu-RTL-Synthesizer) von CriticalBlue
• Mitrion-C von Mitrionics
• C2R-Compiler von Cebatech
• PICO Express von Synfora
• SPARK (ein C-zu-VHDL) von der University of California, San Diego
• Hardware Compile Environment (HCE) von Accelize (ehemals HARWEST Compiling Environment von Ylichron )
• HercuLeS-Tool (C/Assembly-to-VHDL)
• VLSI/VHDL CAD Group Index der nützlichen Tools von der Homepage der CWRU University
• DWARV im Rahmen des Forschungsprojekts ′Delft Work Bench und Einsatz in der hArtes Werkzeugkette used
• MyHDL ist ein Python-Subset-Compiler und -Simulator für VHDL und Verilog
• Trident (C zu VHDL) von trident.sourceforge.net
• Vsyn (C to Verilog, russisches Projekt)
• Instant SoC by FPGA Cores generiert ein SoC mit RISC-V- Core, Peripherie und Speicher direkt aus C++.
• PipelineC C-ähnliche Hardwarebeschreibungssprache, die High-Level-Synthese- ähnliches automatisches Pipelining als Sprachkonstrukt/Compiler-Funktion hinzufügt .

Siehe auch

• Vergleich der EDA-Software
• Elektronische Konstruktionsautomatisierung (EDA)
• Synthese auf hohem Niveau
• Silizium-Compiler
• Hardware-Beschleunigung

Verweise

Externe Links

• Ein guter Artikel im Dr. Dobbs Journal über ImpulseC.
• Eine Übersicht über die Flows von Daresbury Labs.
• Ein Überblick über die Hardware-Kompilierung und die Sprache Händel-C.
• ESL-Initiative von Xilinx, einige aufgeführte Produkte und C-zu-VHDL-Tools.
• Überblick über den C-to-Hardware Compiler von Altium.
• Weißbuch zum Nios II C2H Acceleration Compiler von Altera.